Массообменный колонный аппарат

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик ш)858866(51) М. Кл,з В 01 0 11/04 Гооударствеииый комитет ио делам иэобретеиий и открытий(54) МАССООБМЕННЫЙ КОЛОННЫЙ АППАРАТ Изобретение относится к аппаратуре, предназначенной для осуществления процессов массообмена и может быть использовано в химической, нефтехимической, гидрометаллургической и других отраслях промышленности.Известен вибрационный массообменный аппарат колонного типа, состоящий из корпуса, верхней и нижней отстойных зон, патрубков для ввода и вывода исходных и конечных продуктов, дисков насадки и секционируюших перегородок, жестко закрепленных на неподвижной штанге привода. Перфорации дисков вибрирующей насадки выполнены в виде конических отверстий или сопел 1.Вибрационные колебания дисков насадки в таком аппарате генерируют активное движение рабочих сред в направлении сужения конических каналов, что объясняется разницей местных гидравлических сопротивлений при входе жидкости в такой канал со стороны меньшего и большего отверстий,Недостатком его является низкое секционируюшее действие дисков вибрирующей насадки, поскольку обе взаимодействующие фазы через конические отверстия дисков проходят совместно в одном направлении.Цель изобретения - интенсификация процесса за счет улучшения секционирования потоков фаз.Поставленная цель достигается тем, чтосекционирующие перегородки выполнены в виде дисков с отбортовкой и коническими отверстиями, при этом вершины конусов, расположенных по периферии перегородок, направлены в сторону патрубка вывода дисперсной фазы, а вершины конусов, расположенных по центру перегородок, направлены в сторону патрубка вывода сплошной фазы.Целесообразно также, чтобы отношениевеличины суммарной площади выходных 15 отверстий конусов, вершины которых направлены в сторону патрубка вывода сплошной фазы, к величине суммарной плошади выходных отверстий конусов, вершины которых направлены в сторону патрубка вывода дисперсной фазы, было бы пропорцио- О нально соотношению объемных скоростей соответственно сплошной и дисперсной фаз и определяется формулой- 7Г дгд( 1 х - коэффицсит, рсв), 0,70 - 1,сопредпочт)ггсльго К = -) .Г .-сх;,;)(ярн.(е плошади выходных (идвеОсий конических каналов нд правленных в сторону патрубков вьвода сплопной и дис)ерснои аз соответственно;хти чд-объечные скорости сплошной и дисперепой фяз ня входе в аппарат. О1.1 елесообр;зно также. чтобы отбор говка сскционируоцих перегор(док оыля иправ(ня в стропг итрубка вводя дисперсш)й фзы: ппяря "Цс,;ос(1 о(р)зпоя кже.ооы дпя е ,) с( кцисппру юшпх перегородок сост вля, бы ),( - Г),9 Г от внутреннего диаметр корпус с пня рятя.Величина сум)арйои пло)цяди в)ходи)х отверстий перегородок была бь равна 0,8 1,0 величины площади свободного сечения 20 тя ре.пк.1 фиг.представлен секционированный колонный мссообменный аппарат с вибрирук)цими тарелками; на фиг. 2 -- секциони р) ю гцяя перегородка.Аппарат состоит из корпуса 1 с крышкои 2, верхней 3 и нижней 4 отстойных камер, патрубков 5 и 6 для ввода соответственно ,(исперсп(й и плон)ной фаз,7 и 8 для вывода д)спе 1,ной и сплошной фаз, подвижной штнги 9 с приводом. На штанге 9 з 0 жестко закреплены перфорированные тарелки 10 и секционируюцие перегородки 11. Секционируюгцие перегородки имеют отбортовку 12 и две группы конических отверстий 13 и 11, направленных конусами вверх и вниз.При работе аппарата взаимодействующие фазы движутся в корпусе 1 противотоком, а штанга 9 вместе с тарелками 1 О и секционируюшими перегородками 11 совершает возвратно-поступательные вибрационные коле бания. Вибрационные колебания тарелок способствуют активному дроблению дисперсной фазы и активному перемешиванию обеих фаз.Аппарат работает следующим образом.Рассмотрим, например, случай, когда 45 легкой фазой является дисперсная. В этом случае дисперсная фаза, двигаясь по аппарату снизу вверх, накапливается под секционируюгцими перегородками 11 в пространствах, ограниченных перегородками и50 их отбортовкой, направленной вниз. При этом происходит коалесценция слияние) капель дисперсной фазы. Во время хода секционирую(цих перегородок вниз дисперсная фаза выбрасывается вверх, проходя преимущественно через конические отверстия секционирующих перегородок, направленные конусами вверх. Сплошная фаза, двигаясь в ягпарате сверху вниз, во время хода;ереородок вверх проходит преиму(цественно через отверстия в секционирующих перегородках, направленные конусами вниз. Г 1 реи )у)цественное движение легкой фазы вверх, а тяжелой - вниз через соответствующие конические отверстия вибрирующих секционируюших перегородок осушествляется за счет меньшего гидравлического сопротивления при проходе жидкостей через конический канал в направлении его сужения, чем в сторону его расширения.Бог)ее эффективному секционированию способствует также тот факт, что отноше ние плошадей выходных отверстий конических каналов, направленных по ходу сплошной и дисперсной фаз, пропорционально соотношению обьемных скоростей сплошной и дисперспой фаз, поступающих в аппарат, а ткже то, что отоортовка секционируюших перегородок выполнена против хода дисперсной фазы, а сами секционируюшие перегородки практически полностью перекрывают свободное сечение аппарата, имея диаметр, равный 0,94- - 0,96 внутреннего диаметра коргуса аппарата.Поскольку суммарная поверхность плоцядей выходных отверстий всех конических каналов секционируюших перегородок близка или равна площади свободного сечения )яссообменной насадки, установка секционируюших перегородок практически не ведет к у)еньению производительности аппя ряя.Использование предлагаемого секционирующего устройства позволяет повысить эффективность колонных вибрационных массообменных аппаратов, т.е. снизить высоту, эквивалентную теорегической ступени, в среднем на 15 - 20% без уменьшения их производительности.формула изобретения1. Массообменный колонный аппарат, включающий корпус с верхней и нижней отстойными камерами, перфорированные тарелки и секционируюшие перегородки, жестко закрепленные на подвижной штанге, патрубк)г для ввода и вывода дисперсной и сплошной фаз, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет улучшения секционирования потоков фаз, секционируюшие перегородки выполнены в виде дисков с отбортовкой и коническими отверстиями, при этом вершины конусов, расположенных по периферии перегородок, направлены в сторону патрубка вывода дисперсной фазы, а вершины конусов, расположенных по центру перегородок, направлены в сторону патрубка вывода сплошной фазы.2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что отношение величины суммарной площади выходных отверстий конусов, вер858866 1 т Соста Техред Тираж Государствен лам изобрете ква, Ж - 35, Патент, г. У витель И. НенашеваА. Бойкас Корректор706 Подписноого комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4/5жгород, ул. Проектная, 4 Редактор А. Вл Заказ 7398/14 ВН. Демчик ИПИ по дМо ППП 1303лиал шины которых направлены в сторону патрубка вывода сплошной фазы, к величине суммарной площади выходных отверстий конусов, вершины которых направлены а сторону патрубка вывода дисперсной фазы, пропорционально соотношению объемных скоростей соответственно сплоцгной и дисперсной фаз и определяется формулойГсЧсГд 1 дгде К - коэффициент, равный 0,75 - 1,2; 10Г,и Гд- суммарные площади выходныхотверстий конусов, вершины которых направлены в сторону патрубков вывода соответственно сплошной и дисперсной фаз;ъ; и Чд-объемные скорости сплошной и дисперсной фаз на входе в аппарат. 3. Лппарат по пп. 1 и 2, отличающссйся тем, что отбортовка перегородок направлена в сторону патрубка ввода днсперсной фазы4. Лппарат по пп. 1, 2 и 3, отлссчающийся тем, что диаметр секционирующих перегородок равен 0,94 - 0,96 от внутреннего диаметра корпуса аппарата.5. Лппарат по пп. 1, 2, 3 и 4, отличающийся тем, что величина суммарной площади выходных отверстий перегородок равна 0,8 - 1,0 величины площади свободного сечения тарелок.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Разработка и применение пульсационной аппаратуры. Лтомиздат, М., 1974, с. 244 1 прототип).